大理州云南松天然林生物量时空动态变化研究.pdf

DOI:10.11929/j.swfu.202203065引文格式：李会朋,胥辉,张超,等.大理州云南松天然林生物量时空动态变化研究 J.西南林业大学学报（自然科学）,2023,43(5):118126.大理州云南松天然林生物量时空动态变化研究李会朋胥辉张超欧光龙孙晓莉（西南林业大学林学院，云南昆明650233）摘要：以云南松天然林为研究对象，基于云南大理州第 47 次森林资源连续清查样地数据，采用随机森林模型，进行了大理州云南松天然林生物量的遥感估测；基于大理州 2006 年森林资源二类调查小班数据，进行了大理州云南松天然林生物量遥感制图，并对其 19922007 年的时空分布特征进行了分析。结果表明：在海拔 15003000m，云南松天然林生物量最为丰富，占其总量的 94%；云南松天然林生物量随坡度的逐渐增大呈先增后减的趋势，主要分布于 535，约占其总量的 94%；在坡向方面，研究区云南松天然林生物量的分布较为均匀，主要分布于半阳坡（西坡、东南坡）和阳坡（南坡、西南坡），约占其总量的 48%54%。总体上看，15 年间大理州云南松天然林的分布面积及生物量均呈不断增长之趋势，云南松天然林覆盖面积有所增加，生物量总量不断提高。关键词：生物量；时空分布；云南松；天然林；大理中图分类号：S758.5文献标志码：A文章编号：20951914(2023)05011809AnalysisonTemporalandSpatialDynamicChangesofBiomassofPinus yunnanensisNaturalForestinDaliPrefectureLiHuipeng,XuHui,ZhangChao,OuGuanglong,SunXiaoli(CollegeofForestry,SouthwestForestryUniversity,KunmingYunnan650233,China)Abstract:TakingthenaturalforestofPinus yunnanensisinDaliofYunnanProvinceastheresearchobject,thesampledataofthefourthtoseventhcontinuousforestresourceinventoryinthestudyarea,thebiomassestima-tionmodelofP.yunnanensisnaturalforestbyremotesensingwasdeveloped.Basedonthedataofthe2006forestmanagementinventoryinYunnanProvince,biomassinversionofP.yunnanensisnaturalforestinDaliwascar-riedout.ThebiomasschangeofP.yunnanensisnaturalforestwasanalyzedfrom2aspectsofspatialdistributionandtemporalchange.Theresultsshowthatbiomassismostabundantbetween15003000mabovesealevel,ac-countingfor94%oftotalbiomass;theslopeanalysisshowsthattheP.yunnanensisnaturalforestbiomassin-creasesfirstandthendecreaseswiththegradualincreaseofslope,mainlydistributedat535,accountingforabout94%oftheP.yunnanensisnaturalforestvegetationbiomass;intermsofslopeaspect,thebiomassofP.yunnanensis natural forest was evenly distributed in the study area,mainly distributed on the semi-sunnyslope(westslope,southeastslope)andsunnyslope(southslope,southwestslope),accountingforabout48%54%oftheP.yunnanensisnaturalforestbiomass.Ingeneral,theP.yunnanensisnaturalforestarea,averagebiomassandbiomassofP.yunnanensisnaturalforestinDaliincreasedduringthepast15years,andtheP.yunnanensis收稿日期:20220331；修回日期:20220523基金项目:国家自然科学基金项目（31770677,31760206,31660202）资助；云南省唐守正院士工作站（2018IC066）资助；云南省王广兴专家工作站（2018IC100）资助。第 1 作者:李会朋（1979），男，博士研究生。研究方向：森林经理学。Email:。通信作者:胥辉（1960），男，博士，教授，博士生导师。研究方向：森林测计学。Email:。第43卷第5期西南林业大学学报Vol.43No.52023年9月JOURNALOFSOUTHWESTFORESTRYUNIVERSITYSep.2023naturalforestcoverareaincreasedandtheoverallforestbiomassincreased.Key words:biomass；spatialandtemporaldistribution；Pinus yunnanensis；naturalforest；Dali森林是陆地生态系统能流、物流和生产力大小最重要的载体1，具有涵养水源、调节气候、固碳释氧等作用2，在全球碳汇中发挥着绝对主体功能。森林生物量是研究诸多林业问题和生态问题的基础，亦是客观反映其碳汇作用的重要数量特征。近年来，国内外相关学者在个体、群落、生态系统、区域等多尺度层面上对森林生物量进行了广泛研究3，其中英国、日本等早在20 世纪 50 年代就出现了对森林生物量的相关探索4。与国外相比，我国对森林生物量的研究起步稍晚5。森林生物量估算的主要方法可分为样地调查法、模型模拟法和遥感估算法三类68。随着遥感技术在林业领域的广泛应用，利用遥感信息和GIS 技术进行森林生物量的估测已经成为一种普遍的手段9，遥感方法可快速、无损地对森林生物量进行估算，尤其是在区域或更大尺度上的估算及宏观监测1011。为了对森林生物量进行更精确的估测研究和统计分析，构建高精度的遥感估测模型成为了森林生物量研究的热点12。云南松（Pinus yunnanensis）是云南的乡土树种，主要分布于云南高原、贵州西部以及四川西南部海拔在 8003200m 的亚热带地区1314。云南松是我国西南地区的重要森林资源，通常以大范围纯林的形态分布，具有重要的经济价值、生态服务功能和碳汇效益。因此，本研究以云南松天然林为研究对象，采用实地调查法（森林资源连续清查样地数据）与生物量回归法相结合的方法，估算其生物量，并实现多时相、大范围的森林生物量遥感制图，为大尺度森林生物量的遥感估测及碳汇评估提供技术参考和数据支持。1 研究区概况研究区为云南省大理白族自治州（以下简称大理州），位于云贵高原西北部、横断山脉南端，地处东经 985210103、北纬 24412642，地势大体呈西北高东南低的走向。地形复杂，境内高原、山地、盆地和河流湖泊交错相间；地貌多样，以苍山为界，向西为高山峡谷地区，往东至祥云县以西地区呈现中山陡坡地形，境内平均海拔约 2190m。大理州属低纬高原季风气候，受印度洋季风气候影响，干湿季节区分显著，无冬夏之别，夏无酷暑，冬无严寒。大理州地形呈垂直型分布，地势起伏程度较大，拥有寒、温、热（包括亚热带）3 个自然带气候特征。气温年温差小，日温差大，太阳辐射强，年日照时数多。年均气温 1219，年均降水量 836mm，雨季集中于 510 月，占全年降水 83%95%。大理州处于云南高原、金沙江和滇西峡谷 3 个植物区的过渡接壤带，植物种类繁多、区系复杂，植被的垂直分布明显，是天然的植物种质基因库。全州主要有半湿性常绿阔叶林、寒温山地硬叶常绿栎类林、寒温性针叶林、寒温性灌丛、干热河谷灌丛和高原湖泊水生植被 6 种类型，优势树种包括云南松、华山松（Pinus armandii）、铁杉（Tsuga chinensis）、冷杉（Abies fabri）、马尾杉（Phlegmariurus phlegmaria）、思茅松（Pinuskesiyavar.langbianensis）等。2 材料与方法 2.1 数据来源2.1.1森林资源连续清查样地数据从当地林业部门获取了大理州第47 次（19922007 年）森林资源连续清查样地数据，选择优势树种为云南松、起源为天然林、不被云层遮挡干扰的样地，4 期共有的样地 67 个。2.1.2森林资源二类调查小班数据从当地林业部门获取了 2006 年大理州森林资源二类调查小班数据，选择优势树种为云南松、起源为天然林、郁闭度0.20、少受或不受人为干扰的小班 76839 个。2.1.3LandsatTM/ETM+卫星遥感影像从地理空间数据云（https:/ LandsatTM/ETM+卫星遥感影像，行带号分别为P131R42、P131R43、P132R42，共 12 景（表 1）。同时，获取了覆盖研究区的数字高程模型（DEM）数据，空间分辨率为 30m。2.2 森林生物量遥感估测方法采用多元线性逐步回归、偏最小二乘回归、随机森林 3 种方法构建云南松天然林生物量遥感估算模型15，以大理州第 47 次森林资源连续清第5期李会朋等：大理州云南松天然林生物量时空动态变化研究119查样地数据为主要数据源进行云南松天然林生物量的遥感估测。在本研究的 67 个一类连续清查样地中，按照训练集与测试集 41 的比例将其分为两部分，随机抽取 80%的样地数据（共 54 个样地）作为训练集进行建模；其余 20%的样地数据（共 13 个样地）用于模型精度验证。经过自变量优选、回归建模和模型评价 3 个步骤，优选出森林生物量遥感估测最佳模型。模型拟合效果采用决定系数（R2）、均方根误差（RMSE）评价，模型预估能力采用总体相对误差（Rs）、平均相对误差（EE）、绝对平均相对误差（RMA）、预估精度（P）评价。表 1 Landsat 遥感影像信息Table1RemotesensingimageinformationofLandsat影像ID成像时间传感器行列号云量/%LT51310422006345BJC00 20061211TMP131R420.00LT51310432006345BJC01 20061211TMP131R430.07LT51320422007051BJC00 20070720TMP132R420.34LE71310422002038BKT01 20020207 ETM+P131R420.05LE71310432002054BKT00 20020223 ETM+P131R430.01LE71320422002061SGS00 20020302 ETM+P132R420.42LT51310421996366BJC01 19961231TMP131R420.00LT51310431996366BJC01 19961231TMP131R431.00LT51320431997087BKT01 19970328TMP132R420.25LT51310421992019BJC00 19920119TMP131R422.00LT51310431992019BJC00 19920119TMP131R436.00LT51320421992010BJC00 19920110TMP132R423.00 2.3 生物量遥感制图以大理州 2006 年森林资源二类调查小班数据为主要数据源，利用构建的随机森林模型，估算大理州云南松天然林生物量。以此为基础，按照其 平 均 年 龄，分 别 推 算 出 1992 年、1997 年、2002 年、2007 年各小班的平均年龄。2007 年包括76839 个小班数据，2002 年包括 75512 个小班数据，1997 年包括 73040 个小班数据，1992 年包括66183 个小班数据。分别计算 1992 年、1997 年、2002 年、2007 年大理州云南松林生物量总量和平均生物量，实现大理州云南松天然林生物量遥感制图。2.4 时空特征分析分别从海拔、坡度和坡向三个方面分析大理州云南松天然林生物量的空间分布特征。基于大理州 2006 年二类调查小班数据，统计云南松天然林在海拔、坡度和坡向 3 个因子的分布阈值，参照云南省森林资源规划设计调查操作细则16确定等级划分标准见表 2。为了进一步分析 19922007 年间大理州云南松天然林生物量的变化情况，对 4 期云南松天然林遥感制图结果进行栅格计算，用后一期的生物量数值减去前一期的生物量数值。所得值为负，说明森林生物量减少；所得值为正，则为森林生物量增加。表 2 分级标准Table2Classificationstandard海拔类型海拔分级/m坡度类型坡度分级/()坡向类型坡向分级/()低海拔1500平坡05平地1中海拔15002000缓坡615北0.022.5较高海拔20002500斜坡1625东北22.567.5高海拔25003000陡坡2635东67.5112.5超高海拔3000急坡3645东南112.5157.5险坡46南157.5202.5西南202.5247.5西247.5292.5西北292.5337.5北337.5360.0 3 结果与分析 3.1 生物量估算模型优选利用随机抽取的 54 个样地生物量数据进行建模，其余 13 个样地数据进行模型预测评估，采用多元线性逐步回归、偏最小二乘回归、随机森林3 种估算生物量建模，结果见表 3。随机森林模型决定系数（R2）最高，均在 0.8 以上；均方根误差（RMSE）最小，均在 9.35t/hm2以下；总体相对误差（Rs）绝对值最小，均在 20.5%以下；平均相对误差（EE）绝对值最小，均在 12.8%以下；绝对平均相对误差（RMA）绝对值最小，均在 36.0%以下，预估精度（P）最高，均在 64.1%以上。综上所述，随机森林模型具有最优的拟合效果，可用于大理州云南松生物量的估算研究。3.2 空间分布特征3.2.1不同海拔生物量分布特征大理州云南松天然林地上生物量总体分布于海拔 15003000m 的区域，平均约占其总生物量的94%，其中主要集中于20002500m；海拔在1500m 以下和 3000m 以上区域生物量分布较120西 南 林 业 大 学 学 报第43卷少。在海拔 2500m 以下的区域内，云南松天然林生物量随着海拔的升高而升高，在海拔 2500m以上的区域，云南松天然林生物量随着海拔的升高而减少。表 3 不同年份 3 种估算模型的拟合及检验结果Table3Modelingresultsof3regressionmodels年份模型模型拟合模型检验R2RMSE/(thm2)Rs/%EE/%RMA/%P/%2007多元线性逐步回归模型0.46815.51720.716.828.671.4偏最小二乘回归模型0.50214.03420.815.032.167.9随机森林模型0.8359.34713.212.719.480.62002多元线性逐步回归模型0.37713.51615.19.146.353.7偏最小二乘回归模型0.42612.98119.116.540.159.9随机森林模型0.8426.6094.58.216.283.81997多元线性逐步回归模型0.36012.2878.911.330.169.9偏最小二乘回归模型0.39312.06913.317.034.465.5随机森林模型0.8196.5315.611.735.964.11992多元线性逐步回归模型0.33715.59442.022.353.646.4偏最小二乘回归模型0.40615.08723.019.240.959.1随机森林模型0.8597.72220.411.735.964.1研究时段内，不同海拔的大理州云南松天然林平均生物量发生了不同程度的增长，海拔 1500m以下的区域，从 1992 年的 20.68t/hm2增长到 2007年的 44.84t/hm2，增长了 116.83%；海拔 15002000m 区域，由 17.55t/hm2增长到 42.61t/hm2，增长了 142.79%；海拔 20002500m 区域，由18.24t/hm2增长到 42.48t/hm2，增长了 132.89%；海拔 25003000m 区域，由 20.63t/hm2增长到42.65t/hm2，增长了 106.74%；海拔 3000m 以上的区域，由 22.85t/hm2增长到 43.4t/hm2，增长了89.93%。19922007 年，不同海拔的云南松林面积也存在变化，在海拔1500m 以下、15002000m和 20002500m 区域范围内，云南松林面积增加较多，增长率均达到 11.1%，相对应的生物量分别增长了 140.93%、169.72%、157.71%。在海拔 1500m 以下，所占面积较少，在一定程度上受人为因素的影响较大，因此限制了森林生态系统的发展。在海拔 15002500m 范围，此范围的气候条件较为适宜，降水充沛，山地多，虽受人类活动影响，但其面积范围大，森林仍得到良好的发展，故该海拔范围内的云南松天然林生物量较高。当海拔高于 2500m 时，温度不断降低，气候环境也逐渐恶劣，因此云南松天然林生物量随着海拔的不断升高而逐渐降低。在海拔小于 3000m 时，主要受人为因素影响，成为大理州治理水土流失以及植被恢复的重点区域。在海拔 3000m 以上的区域，主要受自然因素影响（表 4）。总体来说，大理州经过 15 年的治理，云南松天然林生物量得到了较大提升，云南松天然林质量有所提高。表 4 各时期云南松天然林生物量在不同海拔区间的分布特征Table4DistributioncharacteristicsofbiomassofP.yunnanensisnaturalforestatindifferentaltituderangesindifferentperiods年份海拔/m面积/hm2平均生物量/(thm2)生物量总量/t生物量占比/%1992150014809.420.6834024701.6915002000211443.817.554123230020.4620002500471753.318.249558320047.4425003000229671.620.635265180026.13300033996.222.8586304904.28第5期李会朋等：大理州云南松天然林生物量时空动态变化研究1213.2.2不同坡度生物量分布特征由表 5 可知，大理州云南松天然林生物量主要集中分布在缓坡、斜坡、陡坡之间，主要集中于斜坡；在急坡的分布较少，平坡和险坡分布的生物量最少。大理州云南松天然林生物量随着坡度的增加而增加，在斜坡处达到最大值，随后随着坡度的增大而下降。表 5 各时期云南松天然林生物量在不同坡度的分布特征Table5DistributioncharacteristicsofbiomassofP.yunnanensisnaturalforestatindifferentsloperangesindifferentperiods年份坡度类型面积/hm2平均生物量/(thm2)生物量总量/t生物量占比/%1992平坡26845.617.9553533712.66缓坡212401.218.144282171021.25斜坡329630.218.676837663033.93陡坡257421.519.345531787027.45急坡109805.219.702403973011.93险坡25622.119.6956049712.781997平坡29255.521.6070217662.84缓坡230197.921.605524760022.34斜坡354870.621.458459666034.21陡坡275945.021.366550182026.49急坡117303.621.612817000011.39险坡27285.822.1667170782.722002平坡29917.828.6695279032.79缓坡235134.728.867539950022.07斜坡361524.029.1611712870034.29陡坡280426.229.419162879026.82急坡119017.729.463895810011.40险坡27699.529.1689756662.63续表4 年份海拔/m面积/hm2平均生物量/(thm2)生物量总量/t生物量占比/%1997150016005.022.4939992001.6215002000229992.620.875334450021.5820002500512674.521.1812062100048.7925003000240883.722.466010080024.31300035251.123.4391780903.722002150016501.831.6157959901.7015002000234902.729.227626400022.3320002500522968.228.6116625392048.6725003000243535.429.918093791023.69300035760.131.08123498903.622007150016454.444.8481975901.6515002000234912.642.6111121310022.3320002500521860.742.4824632520049.4525003000243107.342.6511520043023.12300035666.243.40171987903.45122西 南 林 业 大 学 学 报第43卷19922007 年，不同坡度的云南松天然林面积和生物量均发生不同程度的增长，增长幅度较为稳定。在平坡和缓坡区域范围内，云南松天然林面积增加较多，增长率达 10%，相对应的生物量分别增长了 162.89%、159.12%。在平坡区域，从1992 年的 17.95t/hm2增长至 2007 年的 42.4t/hm2，增长了 136.23%；在缓坡区域，由 18.14t/hm2增长至 42.53t/hm2，增长了 134.42%；在斜坡区域，由 18.67t/hm2增长至 42.66t/hm2，增长了 128.53%；在陡坡区域，由 19.34t/hm2增长至 42.7t/hm2，增长了 120.79%；在急坡区域，由 19.7t/hm2增长至42.59t/hm2，增长了 116.14%；在险坡以上的区域，由 19.69t/hm2增长至 42.18t/hm2，增长了 114.23%。3.2.3不同坡向生物量分布特征19922007 年，不同坡向的云南松天然林面积和生物量均发生不同程度的增长，在东南、南、西南区域范围内，云南松天然林面积增加较多，增长率均达 10%，相对应的生物量分别增长了 116.75%、143.15%、176.93%。在平地区域，从1992 年的 16.39t/hm2增长至 2007 年的 41.87t/hm2，增长了 155.53%；在北坡向区域，由 18.04t/hm2增长至 42.28t/hm2，增长了 134.40%；在东北坡向区域，由 18.84t/hm2增长至 42.79t/hm2，增长了127.06%；在东坡向区域，由 20.82t/hm2增长至42.76t/hm2，增长了 105.32%；在东南坡向区域，由 21.64t/hm2增长至 42.48t/hm2，增长了 96.31%；在南坡向区域，由 19.51t/hm2增长至 42.55t/hm2，增长了 118.07%；在西南坡向区域，由 17.28t/hm2增长至 43.18t/hm2，增长了 149.88%；在西坡向区域，由 16.85t/hm2增长至 42.81t/hm2，增长了154.11%；在西北坡向区域，由 17.85t/hm2增长至 42.13t/hm2，增长了 136.08%（表 6）。根据上述分析结果可知，各坡向的云南松天然林平均生物量的增长幅度相差不大，平均增长率约 130%，其中以西和西南坡最为显著，其主要原因是该方向降水充沛，气温适宜。表 6 各时期云南松天然林生物量在不同坡向的分布特征Table6DistributioncharacteristicsofbiomassofP.yunnanensisnaturalforestatindifferentaspectsindifferentperiods年份坡向面积/hm2平均生物量/(thm2)生物量总量/t生物量占比/%1992平地37.116.3967510.00003北116558.618.042335842011.59东北118488.918.842480782012.31东107358.420.822484074012.33东南132591.521.643187885015.82南116858.019.512533395012.57西南124693.017.282394294011.88西113542.016.852125250010.55西北131598.417.852609409012.951997平地41.021.4697630.00004北123843.219.972748228011.12东北126200.121.663036530012.28续表5 年份坡度类型面积/hm2平均生物量/(thm2)生物量总量/t生物量占比/%2007平坡29874.542.40140734102.83缓坡234787.942.5311096180022.27斜坡360960.242.6617111200034.35陡坡279957.042.7013282910026.67急坡118832.242.595622994011.29险坡27640.842.18129533802.60注：05为平坡，615为缓坡，1625为斜坡，2635为急坡，3645为急坡，46为险坡。第5期李会朋等：大理州云南松天然林生物量时空动态变化研究123 3.3 生物量时序变化特征由图 1 可知，3 个时期大理州云南松天然林增加的生物量远高于减少的生物量。19921997 年云南松天然林面积增加约 598971.02hm2，增长约 628.95%，生物量增加 8.91107t，生物量减 少 4.34107t；1997 2002 年 面 积 增 加 约660046.75hm2，增长约 362.57%，生物量增加约10.56107t，生物量减少 1.12107t；20022007年面积增加约 854601.12hm2，增长约 923.58%，生物量增加 16.34107t，生物量减少 0.68107t；19922007 年面积逐步增大，生物量大幅度增大。这与当地加强森林生态保护意识、不断提升森林覆盖率有关，森林的固碳能力不断增加，森林质量不断提高。NNNa.19921997 年b.19972002 年c.20022007 年图例研究区生物减少区域生物增加区域0 12.5 2550km图例研究区生物减少区域生物增加区域0 12.5 2550km图例研究区生物减少区域生物增加区域0 12.5 2550km图 1 大理州云南松天然林生物量动态变化Fig.1DynamicchangesofbiomassofP.yunnanensisnaturalforestinDaliPrefecture续表6 年份坡向面积/hm2平均生物量/(thm2)生物量总量/t生物量占比/%1997东11532023.162968089012.00东南143713.123.383734092015.10南127567.622.623206824012.97西南135545.221.523241244013.11西122153.220.192739748011.08西北140475.119.543049408012.332002平地41.729.01134320.00004北125752.130.254226397012.37东北128219.929.644223044012.36东117326.628.403702230010.84东南146479.927.684505355013.19南130380.028.134074397011.93西南138415.729.274501076013.18西124377.629.864126186012.09西北142726.530.284801918014.062007平地41.641.87193440.00004北125443.742.285892590711.83东北127964.942.796083459012.21东117195.842.765567776011.18东南146399.842.486909887013.87南130293.542.556159849012.37西南138191.343.186630601013.31西124131.142.815904158011.85西北142390.742.136665520013.38注：1为平坡，337.522.5为北，22.567.5为东北，67.5112.5为东，112.5157.5为东南，157.5202.5为南，202.5247.5为西南，247.5292.5为西，292.5337.5为西北。124西 南 林 业 大 学 学 报第43卷由图 2 可知，大理州云南松天然林生物量在研究时段内的总量处于持续上升状态，1997 年比1992 年生物量总量增加了 22.7%，2002 年比 1997年生物量总量上升了 38.64%，2007 年比 2002 年生物量总量上升了 45.32%。平均生物量亦处于持续上升状态，在 2007 年达到最高值，1997 年比 1992年平均生物量增长 14.42%，2002 年比 1997 年平均生物量增长 35.26%，2007 年比 2002 年平均生物量增长 46%。从 1992 年到 2002 年森林平均生物量相差较小，到 2007 年突然大幅度增长，由于森林覆盖面积有所增加，整体森林生物量不断提高。这进一步表明 19922007 年，当地增强生态保护意识，扩大林地种植与保护，防止水土流失，增强生态自我修复力度。05101520253035404501234561992199720022007平均生物量/(thm2)生物量/108 t年份平均生物量生物量图 2 19922007 年大理州云南松林生物量和平均生物量Fig.2BiomassandaveragebiomassofP.yunnanensisforestinDaliPrefecturefrom1992to2007 4 结论与讨论 4.1 讨论基于遥感手段进行森林生物量遥感反演和制图已有较多探索，但由于反演精度较低，限制了其在宏观空间尺度的森林生物量空间分布及动态变化研究领域中的应用。基于云南省大理州第47 次森林资源连续清查样地数据和大理州2006 年森林资源二类调查小班数据，所建立的随机森林模型的拟合效果较为理想，为今后大尺度森林生物量的遥感反演提供了方法借鉴。海拔、坡度和坡向作为自然植被的生境条件，其梯度变化必然导致温度、光照、水分等多种环境因子的共同变化，进而直接或间接影响森林生物量1718。海拔梯度并非简单反映温度的变化，随着地理因素变化，诸多环境因子将同时发生变化19，如光照、水分、温度、土壤养分、凋落物质量、植物根系等20，这些变化又会造成区域小气候、土壤理化性质、植被类型等垂直地带性上的差异,进而直接或间接影响土壤微生物生物量、群落结构1718。本研究发现，随海拔升高，云南松天然林生物量呈“单峰”变化，生物量主要集中分布海拔 15003000m，平均约占总量的 94%，这一研究结果与前人一致21。由于不同植物本身对环境适应存在差异，水热状况亦会对植物本身造成影响，进而影响植物的海拔分布，梁倍等22在研究中发现，不同灌木在不同海拔高度下其生物量存在差异。大理州云南松天然林生物量在各个坡度等级的区域均有分布，云南松天然林生物量随着坡度的逐渐增大先增大后减小。主要分布于缓坡、斜坡、陡坡，即 535。该坡度范围的区域生物量较大，一方面是因为坡度较小时，土壤养分充足，森林立地条件较好，森林生态系统得以良好发展，森林生物量较高，这一研究结果与前人一致23。通常来说，植物在不同坡向，所接受的光照不同，其生长状况也会存在差异，阴坡光照条件虽不及阳坡，但水分条件较阳坡优越，植物种类较阳坡多，物种多样性提高。阳坡林分郁闭度小，林内光照条件优越，林下植物获得更多生长的空间，分布较均匀，因此均匀度指数高于阴坡24。4.2 结论基于随机森林模型反演了大理州 4 期云南松天然林生物量，从空间分布和时间变化两方面分析了云南松天然林生物量的变化特征，结论如下：1）从空间的角度分析 19922007 年大理州云南松天然林变化情况，在海拔方面，云南松天然林生物量主要集中分布在海拔 15003000m，平均约占总量的 94%，呈现近似正态分布的特征。从坡度角度分析可得，云南松天然林生物量在各坡度等级的区域均有分布，生物量随着坡度的增大呈先增后减趋势，主要分布于缓坡、斜坡、陡坡的区域，平均占其总生物量的 94%左右。从坡向的角度，研究区云南松天然林生物量分布较为均匀，主要分布在半阳坡（西坡、东南坡）和阳坡（南坡、西南坡），约占其总量的48%54%，阴坡（北坡、东北坡）和半阴坡（东坡、西北坡）的生物量稍少一些，约占其总量的 46%52%，无坡向面积最少，所占比重亦最少。2）19922007 年间，大理州云南松天然林第5期李会朋等：大理州云南松天然林生物量时空动态变化研究125面积、平均生物量及总生物量均呈不断增长之趋势，且 20022007 年时段的增长速度与增长幅度均大于 19922002 年时段。19972002 年时段的增长速度与增长幅度又大于 19921997 年时段。上述研究结果表明大理州云南松天然林的生物量在持续增长，森林质量在不断提高，在一定程度上说明其森林碳汇功能在不断加强。参 考 文 献 王晓莉,常禹,陈宏伟,等.黑龙江省大兴安岭森林生物量空间格局及其影响因素J.应用生态学报,2014,25(4):974982.1菅永峰,韩泽民,黄光体,等.基于高分辨率遥感影像的北亚热带森林生物量反演J.生态学报,2021,41(6):21612169.2巨文珍,农胜奇.森林生物量研究进展J.西南林业大学学报,2011,31(2):7883,89.3RenniePJ.TheuptakeofnutrientsbymatureforestgrowthJ.PlantandSoil,1955,7(1):4995.4潘维俦,李利村,高正衡.两个不同地域类型杉木林的生物产量和营养元素分布J.湖南林业科技,1980,7(2):110.5方精云,陈安平,赵淑清,等.中国森林生物量的估算:对 Fang 等 Science 一文(Science,2001,291:23202322)的若干说明J.植物生态学报,2002,26(2):24324